【摘 要】
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本文采用挤压铸造法制备了体积分数为50%的国产高模量M40/Al复合材料,基体合金分别为1199Al、6061Al和5A06Al。通过材料显微组织观察和力学性能测试等方法分析了基体中Mg含量
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本文采用挤压铸造法制备了体积分数为50%的国产高模量M40/Al复合材料,基体合金分别为1199Al、6061Al和5A06Al。通过材料显微组织观察和力学性能测试等方法分析了基体中Mg含量对国产M40/Al复合材料显微组织、力学性能和热膨胀系数的影响。组织观察表明国产M40的表面粗糙度较高,整体石墨化度较东丽M40小,但是表面石墨片层较为完整,缺陷少。随铝合金基体中Mg含量的增加,复合材料界面处Al4C3的生成量减少,尺寸减小,当基体中的Mg元素含量达到一定值时,Al4C3的生成受到抑制,界面出现Al3Mg2。复合材料性能测试表明三种国产M40/Al复合材料的弹性模量相差不大,认为界面结合强度对复合材料弹性模量没有明显影响。复合材料的纵向抗拉强度随着基体中Mg含量的增加逐渐提高,最高达1010.9GPa。但是相应的横向抗拉强度却逐渐降低,分别为纵向抗拉强度的1/6、1/10和1/20。同时Mg元素的增加导致国产M40/Al复合材料界面结合强度变弱,层间剪切强度降低。三种国产M40/Al复合材料的平均热膨胀系数随温度的升高,均呈现先增大,然后减小,最后又增大的规律。复合材料热膨胀系数随Mg含量的增加而升高。对比国产M40/Al与东丽M40/Al复合材料,其抗拉强度分别提升了189.9GPa,132.6GPa和104.9GPa。是因为国产M40本身的抗拉强度高,同时界面处生成的Al4C3相应减少,相应的层间结合强度小于相应的东丽M40/Al复合材料。
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